Entdeckung im Steinbruch

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Im Dinosaurierpark Münchehagen sind seit fast 20 Jahren Fußspuren verschiedener Dinosaurier, darunter auch von Langhalsdinosauriern zu sehen. Entdeckt wurden die fossilen Fährten 1980 rein zufällig. In dem ehemaligen Steinbruch nahe dem Steinhuder Meer hatten Feuerwehrleute eine Übung durchgeführt und dabei eine Schlammschicht vom Sandstein weggespült. Dabei traten zahlreiche Vertiefungen zutage, die schnell als 140 Millionen Jahre alte Saurierfährten identifiziert wurden. Verschiedene Dinosaurier hatten sie damals im weichen, feuchten Boden einer Flussmündung hinterlassen.

Bis heute werden in diesem Gebiet immer neue Trittsiegel der Urzeit-Echsen entdeckt. Als ein Student beispielsweise einige Spuren Ende 2011 neu kartieren wollte, fand er 13 weitere Fußabdrücke von Langhalssauriern. Rund 250 Abdrücke verteilt auf 15.000 Quadratmeter Fläche umfasst das Naturdenkmal inzwischen. Aus den Spuren ist auch ersichtlich, wie groß allein die Füße der Sauropoden warten: Die Abdrücke ihrer Vorderfüße hatten einen Durchmesser von 75 Zentimetern, die Hinterfüße waren sogar 1,50 Meter breit.

Abdrücke im feuchten Sand werden von einer Schicht losen, trockenen Sandes überdeckt © RUB

Durch Druck und Hitze konserviert

Wie aber kann es sein, dass die Spuren im Sand über Jahrmillionen erhalten blieben? Die sogenannte Diagenese, ein Zementierungsprozess, macht es möglich. Dort, wo der Sand feucht war, aber nicht wieder vom Meer überspült wurde, erhielten sich die Fußabdrücke. Neue Schichten lagerten sich auf den Fährten ab, bis diese von 800 Meter Material bedeckt waren. „Das gibt einen irren Druck und eine hohe Temperatur, die den Sand quasi verbacken“, erklärt RUB-Forscher Tom Schanz. „Denn Sandstein ist nichts anderes als Sandkörner, die miteinander verklebt sind, zum Beispiel durch Kalk.“ Erosionsprozesse trugen die 800-Meter-Schicht schließlich wieder ab, so dass die Abdrücke an die Oberfläche traten.

Zwei wesentliche Parameter beeinflussen die Tiefe und Form der Fußabdrücke, nämlich das Gewicht des Tieres und die Zusammensetzung des Untergrundes. Würde man alle drei Größen – also Gewicht, Bodenbeschaffenheit und Abdruckform – kennen, könnte man sie in einem mathematischen Modell in Beziehung setzen. Per Computer könnte man so für jeden neuen Fußabdruck das Gewicht des Verursachers bestimmen.

Digital vermessener Fußabdruck des Sauropoden Rotundichnus muenchehagensis im Dinopark Münchehagen © Schanz et al. / RUB

Metallplatten als erster Drucktest

Wie aber gelangt man an die notwendigen Daten? Im kontrollierten Laborexperiment drückten die Wissenschaftler zunächst kleine Metallplatten mit definierter Kraft in große Tanks mit feuchtem Sand und schauten, welche Spuren das hinterließ. Die Messwerte fütterten sie in ein mathematisches Modell, das jedoch nicht komplex genug war, um die Effekte eines laufenden Tieres widerzuspiegeln.

Denn die Kraft, mit der ein Fußabdruck entsteht, hat zwei Komponenten, eine statische und eine dynamische. Die Forscher müssen wissen, auf wie viele Beine ein Tier sein Gewicht verteilt, während der Abdruck entsteht – die statische Komponente. Sie müssen aber auch beachten, mit welcher Geschwindigkeit der Fuß auf den Boden trifft – die dynamische Komponente. „Die Kraft ergibt sich also aus mehr als nur dem Körpergewicht durch vier Beine geteilt“, erklärt Hanna Viefhaus.

Julia Weiler/ RUBIN – Wissenschaftsmagazin der Ruhr-Universität Bochum
Stand: 11.01.2013